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最新研究:汽車廢塑料巧變石墨烯,促進回收利用

來源:中國国产精品免费福利樹(shù)脂網 2022-05-30 11:59:33

施普林格(gé)·自然旗下開放獲取專業學術(shù)期刊《通訊-工程學》最新發表一篇關於可持續性的論文稱,一項研(yán)究能將回收利用的汽車廢塑料變成石墨烯,並通過一種節能技術將其用於製造新的汽車部件。這項(xiàng)研究結果為全球在用(yòng)的14億輛乘用車產生的需填(tián)埋垃圾,提供了一個潛在處理辦(bàn)法。

示意圖展示了廢舊(jiù)汽車塑料在填埋場被切(qiē)碎但回收升級為石墨烯的過程     (圖源:福(fú)特(tè)汽車(chē)公司和萊斯大學)

該論文介紹,報廢汽車產生的廢塑料在全部需填(tián)埋塑料垃圾中占了1萬(wàn)億千克,平均每輛(liàng)車有200-350千克塑料。出於各種原因,這類材料(liào)很難被(bèi)再利用。比如,這些材料中有很多都是工程改(gǎi)造塑料,無法回收利用;而且(qiě)傳統回(huí)收(shōu)方(fāng)式需要將不同類型的塑(sù)料進行分離,回收成本高昂(áng)。

近期有研究(jiū)顯(xiǎn)示,將廢塑料變成石墨烯是可行的,石墨(mò)烯(xī)是一種寶貴材料(每噸價值6萬-20萬美元),具有高導電性和較高的熱穩(wěn)定性、化學穩定(dìng)性等實用特性。這一過程或許是將汽車塑料(liào)回(huí)收變成石墨烯(xī)的(de)可行手段。石墨烯有時也會作為部分汽車塑料的添(tiān)加劑,提(tí)高強度和噪音吸收率。

論文通訊作者、美國(guó)萊斯大學(xué)詹姆斯·圖爾(James Tour)和同事對利用名為焦耳熱閃蒸(flash Joule heating)的節能技術進行演示(shì),將二手車塑料轉換成高質量石墨烯。該技術使用電流加熱碳,將(jiāng)其(qí)變成石墨烯,隻需使用低成本設施,且無需對塑(sù)料進行分離或分類,也無需溶劑、熔爐或水。

論文作者將福特(tè)F-150皮卡的保(bǎo)險杠(gàng)、墊(diàn)片、地毯、墊子(zǐ)、座椅、門(mén)框壓條一起粉碎(suì),演(yǎn)示了這個過程的一般步驟。他們又用回收(shōu)得到的石墨烯增強了新的車用塑料,並發現其性能與福特新投產的含石墨烯的塑料複合材料的性能相當。他(tā)們隨後(hòu)又對這種從廢物中回收的石墨烯/塑料複合材料再次使用焦耳熱閃蒸(zhēng)技術加熱,產生了(le)更(gèng)多的石墨烯。

此外,論(lùn)文作者發現,相比傳統的(de)石墨(mò)烯生產(chǎn)方式,焦耳熱閃蒸技術在能(néng)源需求、全球變暖作用、耗水量方麵都更低。他們認為,該項研究或成為朝著更環(huán)保石墨烯生產(chǎn)方式的一次進步。


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